Retinal microglia polarization in diabetic retinopathy

Abstract

Microglia, the main immune cell of the central nervous system (CNS), categorized into M1-like phenotype and M2-like phenotype, play important roles in phagocytosis, cell migration, antigen presentation, and cytokine production. As a part of CNS, retinal microglial cells (RMC) play an important role in retinal diseases. Diabetic retinopathy (DR) is one of the most common complications of diabetes. Recent studies have demonstrated that DR is not only a microvascular disease but also retinal neurodegeneration. RMC was regarded as a central role in neurodegeneration and neuroinflammation. Therefore, in this review, we will discuss RMC polarization and its possible regulatory factors in early DR, which will provide new targets and insights for early intervention of DR.

Microglia: Key Players in Retinal Ageing and Neurodegeneration

“…This could imply that the phagocytic amoeboid morphotype is more actively involved in later stages of clinical DR, however, further validation and a greater sample size is necessary. In terms of microglia-associated factors, there have been reports showing early changes in expression of CD11b, C1r, IL-1β, IL-6, and TNF-α, in the context of DR-associated pathologies e.g., vascular permeability, neuronal function, and neovascularisation ( Rangasamy et al, 2014 ; Karlstetter et al, 2015 ; Madeira et al, 2015 ; Kinuthia et al, 2020 ; Li et al, 2021 ; Xie et al, 2021 ; Yun, 2021 ). Such changes in expression have also been correlated with amoeboid and activated microglia, microglial ‘activation’, apoptosis, and phagocytosis ( Rangasamy et al, 2014 ; Karlstetter et al, 2015 ; Madeira et al, 2015 ; Kinuthia et al, 2020 ; Li et al, 2021 ; Xie et al, 2021 ; Yun, 2021 ).…”

“…In terms of microglia-associated factors, there have been reports showing early changes in expression of CD11b, C1r, IL-1β, IL-6, and TNF-α, in the context of DR-associated pathologies e.g., vascular permeability, neuronal function, and neovascularisation ( Rangasamy et al, 2014 ; Karlstetter et al, 2015 ; Madeira et al, 2015 ; Kinuthia et al, 2020 ; Li et al, 2021 ; Xie et al, 2021 ; Yun, 2021 ). Such changes in expression have also been correlated with amoeboid and activated microglia, microglial ‘activation’, apoptosis, and phagocytosis ( Rangasamy et al, 2014 ; Karlstetter et al, 2015 ; Madeira et al, 2015 ; Kinuthia et al, 2020 ; Li et al, 2021 ; Xie et al, 2021 ; Yun, 2021 ). Primary retinal cell cultures subjected to hypoxic conditions (as a model of DR), show increased levels of C1r, a marker of phagocytosis, and CD11b, a marker of microglial activation, by 135.5 and 170%, respectively, compared to normoxic conditions ( Xie et al, 2021 ).…”

The Role of Imbalance in Matrix Metalloproteinases System and Their Inhibitors in Promotion of Neurodegeneration of Retina in Dibetic Retinopathy

“…Нельзя оставить без внимания повреждающее влияние матриксных металлопротеиназ на базальную мембрану микрососудов, что приводит к повышению сосудистой проницаемости и усилению миграции лейкоцитов через нарушенный гематоофтальмический барьер [11]. Последний феномен приводит к потенцированию хронического вялотекущего воспаления и поддерживает активацию микроглии [5].…”

“…Хроническая гипергликемия при СД вызывает нарушение гомеостаза в сетчатке, что приводит к избыточной активации и нарушению нормального функционирования различных клеточных элементов, в том числе и микроглии -резидентных тканевых макрофагов нервной ткани и важных факторов врожденного иммунитета [5]. В физиологических условиях основной функцией этих клеток является удаление продуктов жизнедеятельности нервных клеток.…”

“…В физиологических условиях основной функцией этих клеток является удаление продуктов жизнедеятельности нервных клеток. Излишняя и длительная активация микроглии приводит к гиперпродукции различных цитокинов, факторов роста, матриксных металлопротеиназ, которые вызывают развитие длительного, вялотекущего неинфекционного нейровоспаления и могут индуцировать апоптоз нейронов сетчатки [5].…”